Схемотехнічна реалізація сигнальних перетворювачів теплових сенсорів біомедичного призначення
DOI:
https://doi.org/10.31649/1681-7893-2024-47-1-187-197Ключові слова:
вимірювальні перетворювачі, електротеплове моделювання, самонагрів перетворювачів, біомедичні прилади та системиАнотація
В статті розглянуто шляхи вирішення проблеми нестабільності ітераційних процесів при аналізі ВАХ вимірювальних перетворювачів з від’ємним диференційним опором, обумовленим самонагрівом цих перетворювачів. Розроблено експрес-метод визначення меж, в яких забезпечується коректний електротепловий DC аналіз. Запропоновано спосіб синтезу електротеплових моделей терморезистивних, діодних та транзисторних структур первинних перетворювачів теплових сенсорів потоку. На відміну від відомих пакетів схемного моделювання (PSpice чи MicroCAP) запропонований спосіб дозволяє за один цикл DC аналізу отримати ВАХ з врахуванням самонагріву вищевказаних перетворювачів. Розроблений диференційний термометр є універсальним пристроєм вимірювання різниці температур, зокрема для реалізації теплових сенсорів потоку, засобів біохімічного аналізу, теплопровідності тощо, і характеризується роздільною здатністю вимірювання різниці температур – не гірше 0,001°C.
Посилання
Fang Y. and Liou W. W.. Computations of the Flow and Heat Transfer in Microdevices Using DSMC With Implicit Boundary Conditions // J. Heat Transfer. – 2002. – Vol. 124. – P. 338–345.
Liou W.W. and Fang Y.. Implicit Boundary Conditions for Direct Simulation Monte Carlo Method in MEMS Flow Predictions // CMES. – 2000. – Vol. 1, No. 4, – P. 119–128.
Weiping Y., Chong L., Jianhua L., Lingzhi M. and Defang N.. Thermal distribution microfluidic sensor based on silicon // Sensors and Actuators B. – 2005. – Vol. 108. – P. 943–946.
Van Oudheusden B.W.. Silicon thermal flow sensors // Sensors and Actuators A: Phys. – 1992. № 30. – PP. 5–26.
Ashauer M., Glosch H., Hedrich F., Hey N., Sandmaier H., Lang W.. Thermal flow sensor for liquids and gases based on combinations of two principles // Sensors and Actuators A. – 1999. Vol. 73. – PP. 7-13.
Jiang F., Tai Y.-C., Ho C.-M., Karan R., Garstenauer M.. Theoretical and experimental studies of micromachined hot-wire anemometers // International Electron Devices Meeting (IEDM), San Francisco, December 11–14. – 1994. PP. 139-142.
Van J.J. Baar,. Wiegerink R.W, Lammerink T.S.J., Krijnen G.J.M., Elwenspoek M.. Micromachined structures for the thermal measurements of fluid and flow parameters // J. Micromech. Microeng. – 2001. – № 11. – PP. 311–318.
Lammerink T. S. T., Tas N. R., Elwenspoek M.,. Fluitman J. H. J. Micro-liquid flow sensor // Sensors and Actuators A. – 1993. – PP. 45-50.
Handford P.M., Bradshaw P.. The pulsed-wire anemometer // Exp. Fluids 7. – 1989. – PP. 125–132.
Ellis Menga, Po-Ying Li, Yu-Chong Tai. A biocompatible Parylene thermal flow sensing array // Sensors and Actuators A. – 2008. № 144. –PP. 18–28.
A. Margelov. Honeywell gas flow sensors [Electronic resource] / A. Margelov // Chip News. — 2005. — № 9 (102). — С.56—58. —www.chip-news.ru.
Gotra Z.Yu., Holyaka R.L., Pavlov S.V. Kulenko., S.S, Manus O.V. Differential thermometer with high resolution // Technology and construction in electronic equipment. - 2009. - No. 6 (84). - P. 19 - 23.З.Ю.
Pavlov S. V. Information Technology in Medical Diagnostics //Waldemar Wójcik, Andrzej Smolarz, July 11, 2017 by CRC Press - 210 Pages.
Wójcik W., Pavlov S., Kalimoldayev M. Information Technology in Medical Diagnostics II. London: (2019). Taylor & Francis Group, CRC Press, Balkema book. – 336 Pages.
Highly linear Microelectronic Sensors Signal Converters Based on Push-Pull Amplifier Circuits / edited by Waldemar Wojcik and Sergii Pavlov, Monograph, (2022) NR 181, Lublin, Comitet Inzynierii Srodowiska PAN, 283 Pages. ISBN 978-83-63714-80-2.
Pavlov Sergii, Avrunin Oleg, Hrushko Oleksandr, and etc. System of three-dimensional human face images formation for plastic and reconstructive medicine // Teaching and subjects on bio-medical engineering Approaches and experiences from the BIOART-project Peter Arras and David Luengo (Eds.), 2021, Corresponding authors, Peter Arras and David Luengo. Printed by Acco cv, Leuven (Belgium). - 22 P. ISBN: 978-94-641-4245-7.
Kukharchuk, Vasyl V., Sergii V. Pavlov, Volodymyr S. Holodiuk, Valery E. Kryvonosov, Krzysztof Skorupski, Assel Mussabekova, and Gaini Karnakova. 2022. "Information Conversion in Measuring Channels with Optoelectronic Sensors" Sensors 22, no. 1: 271. https://doi.org/10.3390/s22010271
Avrunin, O.G.; Nosova, Y.V.; Pavlov, S.V.; Shushliapina, N.O.; and etc. Research Active Posterior Rhinomanometry Tomography Method for Nasal Breathing Determining Violations. Sensors 2021, 21, 8508. doi: 10.3390/s21248508, https://www.mdpi.com/1424-8220/21/24/8508.
Avrunin, O.G.; Nosova, Y.V.; Pavlov, S.V.; and etc. Possibilities of Automated Diagnostics of Odontogenic Sinusitis According to the Computer Tomography Data. Sensors 2021, 21, 1198. https://doi.org/10.3390/ s21041198.
Kukharchuk Vasyl V., Pavlov Sergii V., Katsyv Samoil Sh., and etc. “Transient analysis in 1st order electrical circuits in violation of commutation laws”, PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 97 NR 9/2021, p. 26-29, doi:10.15199/48.2021.09.05.
Sensors of electric magnetic radiation for bioengineering research / G. S. Tymchyk; V. I. Skytsiuk, M. A. Waintraub, T. R. Klochko. – K. : S.E. Lesia, 2004. – 64 p.
Osadchuk O. V Microelectronic frequency converters on the base of the transistor structures with negative resistance / O. V. Osadchuk. – Vinnytsia: UNIVERSUM- Vinnytsia, 2000. – 303 p.
##submission.downloads##
-
pdf (English)
Завантажень: 45
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
